[发明专利]一种时间序列的模式聚类方法

摘要

一种时间序列的模式聚类方法，设定频谱解析度参数整数数值2N；将输入的时域序列进行快速傅立叶变换，并计算出频谱，取前半段的谱系数作主成分，长度为N；累计m个时间序列的谱，即m个N维度矢量，计算这m个矢量之间的DTW距离，组成m*m的距离方阵；所述距离方阵逐行遍历。本发明采用信号的频域低频段部分作DTW距离比对，并在未知类别数目下，能够进行自动聚类，待聚类终止，自动定出数据的类别数目。

主权项

一种时间序列的模式聚类方法，其特征在于：所述模式聚类方法包括以下步骤：1)设定频谱解析度参数整数数值2N，任何时域长度低于2N的时间序列模式都可以作为输入，当输入长度不满2N时，多余的位置可以使用0填充；2)将输入的时域序列进行快速傅立叶变换，并计算出频谱，取前半段的谱系数作主成分，长度为N；3)累计m个时间序列的谱，即m个N维度矢量，计算这m个矢量之间的DTW距离，组成m*m的距离方阵；4)所述距离方阵逐行遍历，过程为：设置一个类别序号增加变量，并预先设定2个m维度的标志矢量，矢量一为聚类过程的中间记录参数，记录每一个序列谱的是否已经被访问的情况；矢量二为聚类输出，记录m个谱的分属于各自类的序号；按行遍历该方阵；5)当前行是否已经被访问？如是，跳到下一行，继续行遍历该矩阵；如否，将当前行标志为已经访问，且将当前行标注类别序号，即取作类别序号增加变量的当前数值；6)计算当前行除了主对角元外，数值低于第一固定阈值的元素数目；如果该数目小于第二固定阈值，更新类别序号增加变量，跳到下一行，再回到步骤5)；7)如果该数目大于第二固定阈值，则将当前行的这些元素的列号对应的输入矢量视作当前行的矢量的同类，得到当前行同类的集合Set；8)逐行遍历步骤7)中得到的所有同类矢量所在的方阵的行，看它是否被访问过，如是跳到下一行，继续遍历同类矢量所在的方阵的行；否则，将当前行标志为已经访问，且将当前行标注类别序号，即取作类别序号增加变量的当前数值；9)并查看该行除了主对角元外，数值低于第一固定阈值的元素数目，如果该数目低于第二固定阈值，跳到下一行，回到步骤8)；如果数目大于第二固定阈值，则将这些新的同类合并到步骤7)得到的同类集Set中，跳到下一行，并且回到步骤8)；直到步骤7)中得到的Set的所有同类矢量所在的方阵的行被遍历完毕；10)更新类别序号增加变量；11)继续行遍历该矩阵，跳到下一行，回到步骤5)，直到该方阵所有的行都是被访问过了的。